人工降低地下水位PPT课件

(一)、集水坑排水施工法：
优点：方法简单、经济， 对周围影响小，应用较广。
缺点：当涌水量较大、水 位差较大或土质为细砂或 粉砂，有产生流砂、边坡 塌方及管涌等可能。
施工过程
基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的 周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内， 然后用水泵抽出坑外。
井点管为直径38mm 和51mm、长5~7m的钢管。井点管的 上端用弯联管与总管相连。
集水总管为直径100~127mm的无缝钢管，每段长4m，其 上端有井点管联结的短接头，间距0.8m或1.2m。
抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。
抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集水箱） 等组成，其工作原理如图所示。抽水时先开动真空泵10， 将水气分离器6内部抽成一定程度的真空，使土中的水分 和空气受真空吸力作用而吸出，进入水气分离器6。当进 入水气分离器内的水达一定高度，即可开动离心泵13。在 水气分离器内水和空气向两个方向流去：水经离心泵排出； 空气集中在上部由真空泵排出，少量从空气中带来的水从 放水12，9放出。
2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图b）；
3）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防 止了坑底的管涌（图c）；
4）降水后，使板桩减少了横向荷载（图d）；
5）消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象（图e）；
6）降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承 载能力。
2、井点降水的种类： 井点有两大类：轻型井点和管井。一般根据土的渗透系 数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参 照下表选择。
单排布置：适用于基坑、槽宽度小于6ｍ，且降水深 度 不超过5ｍ的情况，井点管应布置在地下水的 上游一侧，两端延伸长度不宜小于坑、槽的 宽度。
双排布置：适用于基坑宽度大于6ｍ或土质不良的情况。
环形布置：适用于大面积基坑。如采用U形布置，则井 点管不封闭的一段应设在地下水的下游方向。
第五节 人工降低地下水位
预备知识: 1. 流体力学---流线网； 2. 2. 土力学---土压力、土的渗透性； 3. 3. 抽水设备(井泵)的扬程及扬程与真空度的关系。
教学要求： 1. 掌握集水井降水施工方法； 2. 2. 了解各类井点的特点与适用范围； 3. 3. 掌握轻型井点的平面布置与高程布置方法； 4. 4. 掌握无压井涌水计算。
构造 ：
四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地 下水流的上游，基坑面积较大时，可在基坑范围内设置 盲沟排水。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力， 集水井每隔20~40m设置一个。
设置：
集水坑的直径或宽度一般为0.6~0.8m，其深度随着 挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.7~1.0m。 坑壁可用竹、木材料等简易加固。当基坑挖至设计 标高后，集水坑底应低于基坑底面1.0~2.0m，并铺 设碎石滤水层（0.3m厚）或下部砾石（ 0.1m厚）上 部粗砂（0.1m）的双层滤水层，以免由于抽水时间 过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。
地下水对施工的影响
①管涌②涌砂③由排水坑引起的涌砂 ④管涌孔流出的涌砂⑤桩周围的管涌 ⑥挡土墙倒塌
降水方法：
集水坑排水施工法、井点降水施工法
降低地下水位的方法有集水井降水法和井点降水法。 集水井降水法一般适用于降水深度较小且土层为粗粒土层 或渗水量小的粘性土层。当基坑开挖较深，又采用刚性土 壁支护结构挡土并形成止水帷幕时，基坑内降水也多采用 集水井降水法。如降水深度较大，或土层为细砂、粉砂或 软土地区时，宜采用井点降水法降水但仍有局部区域降水 深度不足时，可辅以集水井降水。无论采用何种降水方法， 均应持续到基础施工完毕，且土方回填后方可停止降水。
一套抽水设备的负荷长度（即集水总管长度）为 100~120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大负荷 长度分别为100m和 120m。
（2）轻型井点布置和计算： A·轻型井点设备工作原理：
B·应掌握的资料： ①、水文地质资料：地下水含水层厚度、
承压或非承压及地下水变化情况、 土质、土的渗透系数、 不透水层位置。
②、工程性质：基坑（槽）形状、大小及深度。 ③、设备条件：井管长度、泵的抽吸能力。
C·轻型井点布置内容：
①、平面布置：确定井点布置的形式、总管长度、 井点管数量、水泵数量及位置。
②、高程布置：确定井点管的埋置深度。
D·布置和计算步骤 确定平面布置 高程布置
计算井点管数量等
调整

E·轻型井点设计计算方法： ①确定平面布置：
在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的 含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时， 地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流 入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施 工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌 方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含 水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。因此， 为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过 程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖 及基础施工时保持干燥。
(二)、深井排水施工法
适用于含水层深、 含水量大的情况
(三)、井点降水施工法：
井点降水原理
井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量 的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原 理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。
1、井点降水的作用： 1）防止地下水涌入坑内（图a）；
实际工程中，一般轻型井点应用广泛。
3、一般轻型井点降水：
。
（1）一般轻型井点设备：
轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成（图） 管路系统：滤管、井点管、
弯联管、总管。
滤管：
（图）为进水设备，通常采用长1.0~1.5m、直径38mm或 51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为12~19mm的滤孔。骨 架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使 流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开， 塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面在绕一层粗铁丝保护 网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接。